鋼絲的水冷卻噴淬裝置和水冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及黑色金屬熱處理冷卻裝置，尤其涉及一種鋼絲的水冷卻噴淬裝置和水冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前絕大多數(shù)鋼絲冷卻裝置是由噴頭和浸油管構(gòu)成。該裝置主要缺點(diǎn)是:冷卻液通過噴頭在產(chǎn)生冷卻液冷卻鋼絲時(shí)，由于受到裝置本身的影響，出液量有限，被加熱的鋼絲不能得到充分的冷卻，這對直徑小于14_的彈簧鋼材料是可行的，但當(dāng)直徑大于14_后，若采用一級噴冷結(jié)合浸油冷卻，將使得材料冷卻不均勻，材料芯部和表面硬度差值進(jìn)一步增大，致使熱處理后的材料產(chǎn)生慢彎、急彎、芯表硬度不一，軟硬不均等現(xiàn)象，材料的力學(xué)性能指標(biāo)明顯下降；尤其當(dāng)鋼絲偏離噴頭中心線時(shí)，不但會造成鋼絲冷卻不均勻，甚至造成冷卻液沿著鋼絲運(yùn)行方向倒流，極易產(chǎn)生火災(zāi)；另外，冷卻液一般都采用油，鋼絲在冷卻過程中必然會帶走一部分冷卻液，因此經(jīng)常需要添加冷卻液，冷卻成本相對較高。
[0003]國內(nèi)外一直在嘗試用水作為冷卻液以節(jié)約淬火成本提高淬火效率，然而直接用水進(jìn)行淬火，鋼絲大面積接觸水后，快速冷卻，導(dǎo)致鋼絲芯部溫度和表面溫度不一致，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，鋼絲容易開裂。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]實(shí)用新型目的:為了解決現(xiàn)有冷卻裝置所存在的冷卻不均勻、油煙環(huán)境污染、危險(xiǎn)系數(shù)高、成本高等問題，本實(shí)用新型提供一種鋼絲的水冷卻噴淬裝置和水冷卻系統(tǒng)，以達(dá)到提升鋼絲強(qiáng)韌性和降低冷卻成本的效果。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的鋼絲的水冷卻噴淬裝置包括:主體和噴頭，所述主體內(nèi)部設(shè)有冷卻腔室，該主體上垂直于鋼絲運(yùn)行方向?qū)ΨQ設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)液管，所述噴頭沿鋼絲運(yùn)行方向貫穿主體的冷卻腔室，該噴頭上均勻設(shè)置有細(xì)孔，使冷卻液形成霧狀噴射在鋼絲的表面。
[0006]其中，所述細(xì)孔在所述噴頭上并排分布或交錯(cuò)分布。
[0007]其中，所述噴頭為中空圓柱狀。
[0008]其中，所述細(xì)孔的縱截面為矩形或等腰梯形。
[0009]為了將高壓水充分形成水霧，在鋼絲表面形成均勻質(zhì)地的水膜，噴頭上的細(xì)孔需要足夠小且足夠多，所述噴頭上每平方厘米設(shè)置有6?9個(gè)所述細(xì)孔，所述細(xì)孔的直徑為1.0mm ?1.5mmο
[0010]為了方便生產(chǎn)加工，所述噴頭和所述主體通過螺紋密封連接。
[0011]本實(shí)用新型還提供了一種鋼絲的水冷卻系統(tǒng)，包括:用于放置所述水冷卻噴淬裝置的淬火槽、淬火水循環(huán)管路和冷卻水管路，所述淬火水循環(huán)管路是由加熱器、淬火水貯水水箱、第一高壓循環(huán)水泵通過管道連接所形成的淬火水環(huán)路，所述冷卻水管路是由冷卻塔和第二高壓循環(huán)水泵以及自來水貯水水箱形成的冷卻水環(huán)路，所述淬火水循環(huán)管路和所述冷卻水管路通過板式交換器進(jìn)行溫度置換。
[0012]該系統(tǒng)還包括傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)速度為50?60m/min。
[0013]其中，水冷卻噴淬裝置的個(gè)數(shù)可以根據(jù)鋼絲的粗細(xì)進(jìn)行設(shè)置，對于較粗的鋼絲，水冷卻系統(tǒng)可以設(shè)置2個(gè)冷卻噴淬裝置。
[0014]有益效果:本實(shí)用新型的水冷卻噴淬裝置只需選用一定溫度的潔凈自來水作為冷卻液來冷卻被加熱的鋼絲，降低了冷卻成本；通過在噴頭上設(shè)置多個(gè)細(xì)孔，使被感應(yīng)加熱的高溫鋼絲迅速得到均勻冷卻，冷速介于油和水之間，組織轉(zhuǎn)變均勾，晶粒細(xì)化比油冷卻方式提高2-3級，淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不足以鋼絲出現(xiàn)開裂，從而提高熱處理質(zhì)量水平，鋼絲的強(qiáng)韌性得到提升；冷卻速度快，冷卻均勻，淬火質(zhì)量好，芯表硬度基本一致；鋼絲的彈直性明顯提高，生產(chǎn)運(yùn)行速度加快，冷卻裝置長度明顯縮短，生產(chǎn)效率提高；使用該裝置只需選用一定溫度的潔凈自來水作為冷卻液來冷卻被加熱的鋼絲，大幅度降低了淬火成本；工作環(huán)境無塵、無煙，干凈清潔。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的水冷卻噴淬裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是圖1中噴頭的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是圖1中噴頭的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型的水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0020]圖1中的水冷卻噴淬裝置包括:主體101和噴頭102，主體101內(nèi)部設(shè)有冷卻腔室，主體101上垂直于鋼絲3運(yùn)行方向?qū)ΨQ設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)液管103，噴頭102延鋼絲3運(yùn)行方向貫穿主體101的冷卻腔室，噴頭102為中空圓柱狀，其上設(shè)置有直徑為1.0mm?1.5mm的細(xì)孔104，每平方厘米可設(shè)置6?9個(gè)。
[0021]如圖1和圖2所示，細(xì)孔104可規(guī)則分布在中空圓柱上，也可以如圖3所示，每排細(xì)孔之間相互錯(cuò)開分布在中空圓柱上。
[0022]圖1中的細(xì)孔的縱截面可以為矩形，也可以為等腰梯形，為了方便裝置的生產(chǎn)加工，主體101和噴頭102通過螺紋連接，方便在使用時(shí)可以根據(jù)需要來替換噴頭。
[0023]利用本實(shí)用新型提供的水冷卻噴淬裝置進(jìn)行冷卻時(shí)，將水冷卻噴淬裝置I置于淬火槽2中和加熱器4、淬火水貯水水箱6、第一高壓循環(huán)水泵7形成淬火水循環(huán)管路5，冷卻塔8和第二高壓循環(huán)水泵9以及自來水貯水水箱10形成冷卻水管路11，淬火水循環(huán)管路5和冷卻水管路11通過板式交換器12連接形成如圖4所示的水冷卻系統(tǒng)。冷卻水管路11用于通過板式交換器12對淬火水管路5中的淬火水進(jìn)行降溫處理，淬火水管路5中加熱器4用來對淬火水進(jìn)行均溫，使得輸送至水冷卻噴淬裝置I的淬火水溫度維持在40°C?60°C，加熱的鋼絲3徑向穿過噴頭102并在傳動(dòng)裝置(圖中未示出)的帶動(dòng)下以50-60m/min的速度傳輸，通過進(jìn)液管103輸入40°C?60°C的高壓水，高壓水在壓力的作用下，通過噴頭102上的細(xì)孔104形成霧狀噴射在加熱的鋼絲3上，在鋼絲表面形成一層質(zhì)地均勻的水膜，既利用了水的熱傳導(dǎo)效率高的特點(diǎn)，又利用水膜在鋼絲表面形成一種保護(hù)層使得鋼絲不至于過快冷卻，避免鋼絲因快速冷卻而脆裂，使鋼絲得到充分冷卻，組織轉(zhuǎn)變均勻。隨著鋼絲溫度的降低，大量的水分氣化，隨著鋼絲的傳輸而排出冷卻腔室，還有一部分淬火水隨著管道進(jìn)入淬火水貯水箱10中，并在第一高壓循環(huán)水泵7的作用下通過板式交換器12與冷卻水管路11中的自來水進(jìn)行溫度置換，置換完后再通過加熱器4均溫后進(jìn)入水冷卻噴淬裝置I，進(jìn)液管103便可以源源不斷的輸送高壓水來對鋼絲進(jìn)行淬火。
[0024]對于直徑較粗的鋼絲，經(jīng)過一級淬火冷卻后，鋼絲內(nèi)部的熱量逐漸傳送到外表面致使表面溫度再次升高，因此需要二次淬火，因此可以根據(jù)鋼絲的粗細(xì)來在生產(chǎn)線上串接兩個(gè)水冷卻噴淬裝置，在使用時(shí)，鋼絲3經(jīng)過第一個(gè)水冷卻噴淬裝置后曝露在空氣中，鋼絲芯部的溫度致使表面溫度再次升高，再通過第二個(gè)水冷卻噴淬裝置進(jìn)行二次冷卻，經(jīng)過兩次淬火既對鋼絲做了充分均勻的冷卻，又避免了直接用大量水進(jìn)行冷卻所導(dǎo)致的鋼絲脆裂現(xiàn)象。
[0025]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼絲的水冷卻噴淬裝置，其特征在于，該裝置包括:主體(101)和噴頭(102)，所述主體(101)內(nèi)部設(shè)有冷卻腔室，該主體(101)上垂直于鋼絲(3)運(yùn)行方向?qū)ΨQ設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)液管(103)，所述噴頭(102)沿鋼絲(3)運(yùn)行方向貫穿主體(101)的冷卻腔室，該噴頭(102)上均勻設(shè)置有細(xì)孔(104)，使冷卻液形成霧狀噴射在鋼絲(3)的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲的水冷卻噴淬裝置，其特征在于，所述細(xì)孔(104)在所述噴頭(102)上并排分布或交錯(cuò)分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲的水冷卻噴淬裝置，其特征在于，所述噴頭(102)為中空圓柱狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲的水冷卻噴淬裝置，其特征在于，所述噴頭(102)上每平方厘米設(shè)置有6?9個(gè)所述細(xì)孔(104)，所述細(xì)孔(104)的直徑為1.0mm?1.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲的水冷卻噴淬裝置，其特征在于，所述細(xì)孔(104)的縱截面為矩形或等腰梯形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的鋼絲的水冷卻噴淬裝置，其特征在于，所述噴頭(102)和所述主體(101)通過螺紋密封連接。
7.一種鋼絲的水冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括權(quán)利要求1所述的鋼絲的水冷卻噴淬裝置(I)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼絲的水冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括:用于放置所述水冷卻噴淬裝置(I)的淬火槽(2)、淬火水循環(huán)管路(5)和冷卻水管路(11)，所述淬火水循環(huán)管路(5)是由加熱器(4)、淬火水貯水水箱￠)、第一高壓循環(huán)水泵(7)通過管道連接所形成的淬火水環(huán)路，所述冷卻水管路(11)是由冷卻塔(8)和第二高壓循環(huán)水泵(9)以及自來水貯水水箱(10)形成的冷卻水環(huán)路，所述淬火水循環(huán)管路(5)和所述冷卻水管路(11)通過板式交換器(12)進(jìn)行溫度置換。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼絲的水冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)速度為50?60m/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的鋼絲的水冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括2個(gè)通過鋼絲串接起來的所述水冷卻噴淬裝置(I)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鋼絲的水冷卻噴淬裝置和水冷卻系統(tǒng)，包括：主體和噴頭，所述主體內(nèi)部設(shè)有冷卻腔室，該主體上垂直于鋼絲運(yùn)行方向?qū)ΨQ設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)液管，所述噴頭沿鋼絲運(yùn)行方向貫穿主體的冷卻腔室，該噴頭上均勻設(shè)置有細(xì)孔，使冷卻液形成霧狀噴射在鋼絲的表面。通過帶有均勻細(xì)孔的噴頭將高壓水形成霧狀噴射在鋼絲的表面來進(jìn)行淬火，解決了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的冷卻不均勻、油煙所帶來的污染環(huán)境、危險(xiǎn)系數(shù)高、成本高等問題，達(dá)到了提升鋼絲強(qiáng)韌性和降低冷卻成本的效果。
【IPC分類】C21D9-52, C21D1-667
【公開號】CN204589246
【申請?zhí)枴緾N201520172114
【發(fā)明人】高國成
【申請人】江蘇金基特鋼有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月25日